(57)【要約】【課題】多くのアンテナおよび大きな記憶装置を用いることなく安定した通信を実現可能な無線通信方法を得ること。【解決手段】制御局が送信するビーコンにより制御局と移動局との間で同期が確立される無線通信システムにおいて、制御局が、各車線向けの送信情報（各車線向け情報）の情報量に基づいてスケジューリング処理を実行し、スケジューリング結果に基づいて送信フレームの構造を示す制御データを生成し、さらに、当該制御データおよび所定の多重化処理を行った各車線向け情報を含む送信フレームを送信し、一方、移動局が、自局位置の測定結果に基づいて自局の車線位置を決定し、前記制御データおよび前記自局の車線位置に基づいて前記多重化された各車線向け情報から自車向け情報を抽出する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御局が送信するビーコンにより制御局と移動局との間で同期が確立される無線通信システムにおいて、制御局が車線毎に情報を配信する場合の無線通信方法であって、
前記制御局が、各車線向けの送信情報（各車線向け情報）の情報量に基づいてスケジューリング処理を実行するスケジューリングステップと、
前記制御局が、前記スケジューリング結果に基づいて、送信フレームの構造（フレーム構造）を示す制御データを生成する制御データ生成ステップと、
前記制御局が、前記制御データ、および前記スケジューリング結果に基づいて所定の多重化処理を行った各車線向け情報、を含む送信フレームを送信する送信ステップと、
前記移動局が、自局位置の測定結果に基づいて自局の車線位置を決定する位置決定ステップと、
前記移動局が、前記制御データおよび前記自局の車線位置に基づいて、前記多重化された各車線向け情報から自車向け情報を抽出する情報受信ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
通信方式として時間多重方式を採用する場合、
前記制御データ生成ステップでは、各車線向け情報の送信時刻を含む制御データを生成し、
前記送信ステップでは、前記所定の多重化処理として時間多重を適用し、
前記情報受信ステップでは、前記時間多重化された各車線向け情報から自車向け情報を抽出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
通信方式として周波数多重方式を採用する場合、
前記制御データ生成ステップでは、各車線向け情報が送信される周波数を含む制御データを生成し、
前記送信ステップでは、前記所定の多重化処理として周波数多重を適用し、
前記情報受信ステップでは、前記周波数多重化された各車線向け情報から自車向け情報を抽出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項４】
通信方式としてＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）方式を採用する場合、
前記制御データ生成ステップでは、各車線向け情報が送信されるサブキャリア位置を含む制御データを生成し、
前記送信ステップでは、前記所定の多重化処理として直交波周波数多重を適用し、
前記情報受信ステップでは、前記直交波周波数多重化された各車線向け情報から自車向け情報を抽出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項５】
通信方式として符号多重方式を採用する場合、
前記制御データ生成ステップでは、各車線向け情報に対して使用される拡散符号を含む制御データを生成し、
前記送信ステップでは、前記所定の多重化処理として符号多重を適用し、
前記情報受信ステップでは、前記拡散符号を用いて、前記符号多重化された各車線向け情報から自車向け情報を抽出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項６】
自局が送信するビーコンにより同期を確立する移動局とともに無線通信システムを構成し、当該システムにおいて車線毎に情報を配信する制御局であって、
各車線向けの送信情報（各車線向け情報）の情報量に基づいてスケジューリング処理を実行するスケジューリング手段と、
前記スケジューリング結果に基づいて、送信フレームの構造を示す制御データを生成する制御データ生成手段と、
前記制御データ、および前記スケジューリング結果に基づいて所定の多重化処理を行った各車線向け情報、を含む送信フレームを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする制御局。
【請求項７】
車線毎に送信情報（各車線向け情報）を配信する制御局とともに無線通信システムを構成し、当該制御局が送信するビーコンにより同期を確立し、さらに、当該制御局が送信する、送信フレームの構造を示す制御データ、および所定の多重化処理が行われた各車線向け情報、を受信する移動局であって、
自局位置の測定結果に基づいて自局の車線位置を決定する位置決定手段と、
前記制御データおよび前記自局の車線位置に基づいて、前記多重化された各車線向け情報から自車向け情報を抽出する受信手段と、
を備えることを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信システムにおいて採用可能な無線通信方法に関するものであり、特に、制御局が車線毎に情報を配信する場合の無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信技術，ネットワーク技術，情報技術の発展を背景に、道路交通システムの高度化，情報化が望まれている。また、カーナビゲーションの普及など、車両への情報機器搭載が進められている。これらの情報機器は、地図情報など、あらかじめ記憶させた情報だけでなく、リアルタイムな情報提供を通して利便性の大幅な向上が期待されている。現状では、リアルタイムな情報提供として、たとえば、地域の渋滞情報などがＶＩＣＳ（Vehicle  Information  and  Communication  System）により、光ビーコン，電波ビーコン，ＦＭ放送多重で配信されている。
【０００３】
一方で、交通事故削減を目指してより詳細な情報を提供すべく、技術開発が進められている。たとえば、交通事故の多くが交差点で生じることから、周囲の車両／歩行者の情報を交差点毎に配信し、運転者に対して運転の支援を行うシステム、が検討されている。このシステムにおいて、効果的な運転支援を実現するためには、たとえば、交差点に侵入する方向，車線（右折，左折，直進）毎に異なる情報を配信することが望ましい。
【０００４】
たとえば、車線毎に異なる情報を配信する方法としては、車線毎に異なるスポットビームを照射する方式が検討されている。この方式では、各車両は、単に電波を受信することにより適切な情報が得られる。
【０００５】
また、従来の無線通信システムとして、たとえば、広域の高速道路などで各車の進行方向に応じて対応するデータを照合，抽出するシステムが、下記特許文献１に記載の「ローカル情報放送システムとその放送設備および受信端末装置」に開示されている。下記特許文献１では、伝送する情報に、位置情報，進行方向，有効期限などの情報を含み、受信機は、情報を蓄積した上で条件に合致するものを抽出する構成となっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２８４１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記車線毎に異なる情報を配信する方法においては、車線毎に正確なビームを形成するために、路上機に多くの（通常、数十本）アンテナが必要になる、という問題があった。また、大型車の通過などで伝搬環境が大きく変わると、ビームの形状も大きく変わってしまい、車線間で干渉が生じるなど、安定した通信を実現することが困難となる、という問題があった。
【０００８】
また、上記特許文献１においては、一度全ての情報を蓄積し、条件を照合してから抽出処理を行うため、処理遅延が生じるとともに、大きな記憶装置が必要になる、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多くのアンテナおよび大きな記憶装置を用いることなく、安定した通信を実現可能な無線通信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信方法は、制御局が送信するビーコンにより制御局と移動局との間で同期が確立される無線通信システムにおいて、制御局が車線毎に情報を配信する場合の無線通信方法であって、たとえば、前記制御局が、各車線向けの送信情報（各車線向け情報）の情報量に基づいてスケジューリング処理を実行するスケジューリングステップと、前記制御局が、前記スケジューリング結果に基づいて、送信フレームの構造（フレーム構造）を示す制御データを生成する制御データ生成ステップと、前記制御局が、前記制御データ、および前記スケジューリング結果に基づいて所定の多重化処理を行った各車線向け情報、を含む送信フレームを送信する送信ステップと、前記移動局が、自局位置の測定結果に基づいて自局の車線位置を決定する位置決定ステップと、前記移動局が、前記制御データおよび前記自局の車線位置に基づいて、前記多重化された各車線向け情報から自車向け情報を抽出する情報受信ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、多くのアンテナおよび大きな記憶装置を用いることなく、安定した通信で自車向け情報を得ることができる、という効果を奏する。また、余分な情報を抽出する必要がなくなるため、消費電力の削減，装置規模の縮小を実現できる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信方法を実現するためのシステム構成例を示す図であり、１〜１２は車線を表し、２１〜２４は路上のアンテナを表す。図１の例では、交差点は、４方向で総計１２車線を有し、４つのアンテナから情報が送信される。このようなシステムにおいて、複数のアンテナから同時に情報を伝送し、かつ干渉を生じない通信は、たとえば、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing）方式により実現される。このシステムでは、各アンテナから全１２車線向けの情報が多重送信され、各車両は、自車両の車線番号を識別して、自車向けのデータのみを抽出する。なお、図１において、路上の円は各アンテナの通信範囲を示す。
【００１４】
図２は、実施の形態１の動作例を示す図であり、Ｂは定期的に送信されるビーコンを表し、ＭＡＰはフレーム構造を示す制御情報を表し、Ｒｘは車線ｘ向けの送信情報を表す。本実施の形態では、車線毎の送信情報が時間多重され、各情報の送信タイミングがＭＡＰに書き込まれる。各車載機は、ＭＡＰから自車の車線に対応する情報の受信タイミングを解析し、該当する情報のみを抽出する。なお、路上機と車載機との間では、路上機が定期的に送信するビーコンにより同期が確立される。
【００１５】
図３は、本発明にかかる路上機（制御局に相当）の構成を示す図である。この路上機は、アンテナ３１と、高周波数信号をベースバンド信号に変換する処理、およびベースバンド信号を高周波数信号に変換する処理、を行うIF/RF部３２と、各車線向けの送信情報（各車線向け情報）を変調する変調部３３と、各車線向け情報の情報量信号を用いて送信タイミングを決定するスケジューリング部３４と、決定された送信タイミングに対応した制御データ（制御情報）を生成する制御データ生成部３５と、上記送信タイミングに基づいて各車線向け情報を出力するタイミング制御部３６と、を備えている。
【００１６】
また、図４は、本発明にかかる車載機（移動局に相当）の構成を示す図である。この車載機は、受信信号を復調し、制御データおよび各車線向け情報を抽出する復調部４１と、自車の車線位置を測定する車線位置測定部４２と、測定された車線位置に基づいて制御データを解析する制御データ解析部４３と、制御データの解析結果である受信タイミングに基づいて自車向けの送信情報（自車向け情報）を出力するタイミング制御部４４と、を備えている。なお、上記図３と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１７】
ここで、実施の形態１の動作を図面にしたがって説明する。路上機には、各車線向け情報および各車線向け情報の情報量信号が入力される。スケジューリング部３４では、各車線向け情報の情報量信号に基づいて、各車線向け情報をフレーム内に割り振る。具体的には、制御データおよび各車線向け情報の送信タイミングが決定される。
【００１８】
制御データ生成部３５では、上記各車線向け情報の送信タイミングに基づいて制御データを生成し、上記制御データの送信タイミングに基づいて生成した制御データをフレーム内に割り振る。ここで生成される制御データには、各車線向け情報の送信時刻（一般的にはビーコンを基準とした相対位置）が含まれる。そして、生成された制御データは、変調後、図２に示すＭＡＰとして送信される。
【００１９】
タイミング制御部３６では、上記各車線向け情報の送信タイミングに基づいて、各車線向け情報を変調部３３に対して出力する。変調部３３に送られた各車線向け情報は、変調後、アップコンバートされアンテナ３１から送信される。
【００２０】
一方で、車載機においては、路上機から定期的に送信されるビーコンを受信し、路上機に対して時間同期が確立されている。また、ビーコンの直後には、図２に示すように、ＭＡＰが配置され、復調部４１では、受信信号を復調し、制御データおよび各車線向け情報の復調信号を得る。
【００２１】
また、車両には、ＧＰＳ受信機，ジャイロ，路面に埋め込まれた電子タグ読み取り装置など、自車の位置，移動方向を特定できる装置が搭載されている。したがって、車線位置測定部４２では、これらの装置による測定結果を利用し、交差点における自車の車線位置（図１における車線１〜車線１２に相当）を決定する。
【００２２】
制御データ解析部４３では、復調後の制御データの解析結果および上記で決定された車線位置に基づいて、自車向け情報の受信タイミングを算出する。そして、タイミング制御部４４では、上記で算出された受信タイミングに基づいて、復調後の各車線向け情報から自車向け情報のみを抽出し、出力する。
【００２３】
このように、本実施の形態においては、車線毎に異なる情報を配信するシステムにおいて、路上機と車載機の同期が確立された状態で、路上機が、フレーム内の所定位置（ビーコン基準）で各車線向け情報の送信時刻を含む制御データを送信し、その後、各車線向け情報を多重化して送信し、一方で、車載機が、自車の走行車線の位置（車線位置）を測定し、当該自車の車線位置および前記制御データに基づいて自車向け情報の受信タイミングを求め、その受信タイミングに基づいて前記多重化された各車線向け情報から自車向け情報のみを抽出することとした。これにより、多くのアンテナおよび大きな記憶装置を用いることなく、安定した通信で自車向け情報を得ることができる。また、余分な情報を抽出する必要がなくなるため、消費電力の削減，装置規模の縮小を実現できる。
【００２４】
実施の形態２．
実施の形態２では、各車線向け情報が周波数多重されて送信される場合について説明する。なお、路上機および車載機の構成については、前述した実施の形態１と同様である。本実施の形態では、前述した実施の形態１と異なる処理について説明する。
【００２５】
ここで、実施の形態２の動作を説明する。図５は、実施の形態２の動作例を示す図である。図５において、ビーコンの後のＭＡＰには、各車線向け情報が送信される周波数が含まれている。車載機は、ＭＡＰを受信，解析し、自車向け情報が送信される周波数を求める。そして、対象となる周波数のみを受信することにより、装置規模の削減を達成する。
【００２６】
また、通信方式としてＯＦＤＭを利用している場合は、周波数情報がサブキャリア番号で表現される。すなわち、各車線向け情報が配置されるサブキャリア番号がＭＡＰにより通知され、該当するサブキャリアのみを選択受信する。
【００２７】
上記本実施の形態の処理により、各車線向け情報が周波数多重されている場合であっても、前述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
実施の形態３．
本実施の形態では，各車線向け情報が符号多重されて送信される場合について説明する。なお、路上機および車載機の構成については、前述した実施の形態１と同様である。本実施の形態では、前述した実施の形態１または２と異なる処理について説明する。
【００２９】
ここで、実施の形態３の動作を説明する。図６は、実施の形態３の動作例を示す図である。図６において、ＭＡＰには、特定の拡散符号が割り当てられ、制御情報として、各車線向け情報の送信に使用する拡散符号に関する情報を伝送する。車載機は、ＭＡＰから自車向け情報に用いられている拡散符号を決定し、自車向け情報のみを選択受信する。情報量の過多に対しては、割り当てる符号数を増減させることで対応する。
【００３０】
また、各車線向け情報を符号多重する方式では、ＭＡＰに配置する制御情報と、各車線向け情報と、を１フレームずらす（制御情報の方が１フレーム早い）ことにより、車載機は、次フレームに到来する情報の拡散コードを知ることができる。これにより、記憶装置を配置することなく、選択受信が可能となる。
【００３１】
上記本実施の形態の処理により、各車線向け情報が符号多重されている場合であっても、前述した実施の形態１および２と同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかる無線通信方法は、移動体通信システムにおける通信方法として有用であり、特に、制御局が車線毎に情報を配信する場合の無線通信方法として適している。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる無線通信方法を実現するためのシステム構成例を示す図である。
【図２】実施の形態１の動作例を示す図である。
【図３】本発明にかかる路上機の構成を示す図である。
【図４】本発明にかかる車載機の構成を示す図である。
【図５】実施の形態２の動作例を示す図である。
【図６】実施の形態３の動作例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２  車線
２１，２２，２３，２４，３１  アンテナ
３２  IF/RF部
３３  変調部
３４  スケジューリング部
３５  制御データ生成部
３６，４４  タイミング制御部
４１  復調部
４２  車線位置測定部
４３  制御データ解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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